[发明专利]一种硅基微针的制备方法

说明书

本发明公开了一种硅基微针的制备方法，的制备方法包括如下步骤：S1、在单晶硅基底的所有表面沉积保护膜；S2、对上述硅基底一个面上的保护膜进行正交网格开槽；S3、碱液刻蚀，形成微针阵列结构；S4、去除保护膜并清洗干净。本发明具有如下有益效果：（1）制备流程简单，工艺成本低，适合大批量产业化生产；（2）孔洞位于微针的正中间位置，无偏差；（3）无任何加工损伤，针型好。

技术领域

本发明属于硅基微针生产技术领域，尤其涉及一种带孔或不带孔硅基微针的制备方法。

背景技术

近年来，硅基微针在医美领域得到广泛应用，主要利用其打开皮肤角质层，然后配合使用一些美容药物，提高皮肤对美容药物的吸收。由于硅基微针长度精准可控，未达到人体皮肤真皮层的痛感神经，所以通常不会引起疼痛感，在临床皮试、疫苗注射、胰岛素注射等领域具有较好的应用前景。

目前，微针按材料不同可分为金属微针、聚合物微针及硅基微针等。其中，金属微针主要是通过CNC加工制备，或利用模具倒模制备而成，这意味着金属微针很难做到很小的尺寸，长度尺寸一般在3 mm左右，在使用的过程中还是会触碰皮肤真皮层的痛感神经，一般使用前需在皮肤表层涂敷麻药，例如：滚针。聚合物微针，一般又称为可溶性微针，通常是利用模具，将可溶高分子材料直接倒模制作成针型，并将药物载在其中，但因本身材料性能的影响，聚合物的力学性能较差，应用场景受限。随着MEMS技术的发展，硅基微针技术被快速发展。硅基微针通常是直径为几到几十微米，长度为几十到几千微米的针状结构。目前大部分硅基微针为实心微针，主要应用于打开皮肤送药通道，无法进行载药或组织提取。空心微针，由于能够进行载药输送，还可以进行皮下组织液的提出，在微创医疗和医美领域有着实心微针不可替代的作用。但是，由于空心微针制备工艺复杂，规模化制备的技术瓶颈仍然很大。

对目前已有制造带孔硅基微针的报道来看，大部分采用的是成本高昂的MEMS技术，如：中国专利CN201910889810.X中采用成本较高的深反应离子刻蚀（DRIE）技术和光刻技术，工艺步骤更是达到11步之多；而中国CN201810332180 .1中同样采用了深硅刻蚀和光刻的复杂工艺，工艺步骤也有12步之多。专利 201210560534.0则是先在硅基底上制备硅微针阵列，再利用激光器在每个微针上进行定位打孔。该技术的难点是激光器定位难度大，且很容易损伤硅微针。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种硅基微针的制备方法。

发明内容

针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种成本较低的带孔或不带孔的硅基微针的制备方法。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种硅基微针阵列的制备方法，所述制备方法包括：

S1、在单晶硅基底的所有表面沉积保护膜；

S2、对上述硅基底一个面上的保护膜进行正交网格开槽；

S3、碱液刻蚀，形成微针阵列结构；

S4、去除保护膜并清洗干净。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S1具体为：

作为本发明的进一步改进，所述步骤S1中保护层为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中的一种或多种，保护层的厚度为0.1-1.5µm；

作为本发明的进一步改进，所述步骤S2具体为利用激光或水刀对上述硅基底一个面上的保护膜进行正交网格开槽, 两条相邻平行开槽线中间间距100-2000µm。

作为本发明的进一步改进，所述利用激光或水刀网格开槽的深度为1 -100µm，开槽宽度为10-100µm。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S3具体为：

将上述网格开槽后的硅片置于刻蚀碱液中，化学刻蚀优先在开槽区域进行，向下同时向周围进行反应，利用其余保护膜作为掩膜，经过一段时间刻蚀后，在硅片表面形成形成带孔微针结构。